SQL. Man kann eigene Relationen anlegen und/oder die Uni-DB verwenden DB2 von IBM liegt dahinter

SQL standardisierte - Datendefinitions (DDL)- - Datenmanipulations (DML)- - Anfrage (Query)-Sprache derzeit aktueller Standard ist SQL 99 und SQL3 (2003) objektrelationale Erweiterung Für praktische Übungen steht eine Web-Seite zur Verfügung: http://www-db.in.tum.de/research/publications/books/dbmseinf Man kann eigene Relationen anlegen und/oder die Uni-DB verwenden DB2 von IBM liegt dahinter

http://www-db.in.tum.de/db2face/index.shtml SQL Übungen

Uni-Schema MatrNr Name Studenten Semester N N voraussetzen Nachfolger Vorgänger hören M N Vorlesungen M M N VorlNr SWS Titel Note prüfen lesen PersNr 1 1 Rang Name Assistenten N arbeitenfür 1 Professoren Raum Fachgebiet PersNr Name

Professoren PersNr Name Rang Raum 2125 Sokrates C4 226 2126 Russel C4 232 2127 Kopernikus C3 310 2133 Popper C3 52 2134 Augustinus C3 309 2136 Curie C4 36 2137 Kant C4 7 voraussetzen Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5259 prüfen MatrNr VorlNr PersNr Note 28106 5001 2126 1 25403 5041 2125 2 27550 4630 2137 2 Studenten MatrNr Name Semester 24002 Xenokrates 18 25403 Jonas 12 26120 Fichte 10 26830 Aristoxenos 8 27550 Schopenhauer 6 28106 Carnap 3 29120 Theophrastos 2 29555 Feuerbach 2 MatrNr hören VorlNr 26120 5001 27550 5001 27550 4052 28106 5041 28106 5052 28106 5216 28106 5259 29120 5001 29120 5041 29120 5049 29555 5022 25403 5022 Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von 5001 Grundzüge 4 2137 5041 Ethik 4 2125 5043 Erkenntnistheorie 3 2126 5049 Mäeutik 2 2125 4052 Logik 4 2125 5052 Wissenschaftstheorie 3 2126 5216 Bioethik 2 2126 5259 Der Wiener Kreis 2 2133 5022 Glaube und Wissen 2 2134 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 Assistenten PerslNr Name Fachgebiet Boss 3002 Platon Ideenlehre 2125 3003 Aristoteles Syllogistik 2125 3004 Wittgenstein Sprachtheorie 2126 3005 Rhetikus Planetenbewegung 2127 3006 Newton Keplersche Gesetze 2127 3007 Spinoza Gott und Natur 2126

(Einfache) Datendefinition in SQL Datentypen character (n), char (n) character varying (n), varchar (n) numeric (p,s), integer blob oder raw für sehr große binäre Daten clob für sehr große String-Attribute date für Datumsangaben xml für XML-Dokumente Anlegen von Tabelle create table Professoren (PersNr integer not null, Name varchar (30) not null Rang character (2) );

Veränderung am Datenbestand Einfügen von Tupeln insert into hören select MatrNr, VorlNr from Studenten, Vorlesungen where Titel= `Logik ; insert into Studenten (MatrNr, Name) values (28121, `Archimedes );

Studenten MatrNr Name Semester 29120 Theophrastos 2 29555 Feuerbach 2 28121 Archimedes - Null-Wert

Veränderungen am Datenbestand Löschen von Tupeln delete Studenten where Semester > 13; Verändern von Tupeln update Studenten set Semester= Semester + 1;

Einfache SQL-Anfrage select from where PersNr, Name Professoren Rang= C4 ; PersNr Name 2125 Sokrates 2126 Russel 2136 Curie 2137 Kant

Einfache SQL-Anfragen Sortierung select PersNr, Name, Rang from Professoren order by Rang desc, Name asc; PersNr Name Rang 2136 Curie C4 2137 Kant C4 2126 Russel C4 2125 Sokrates C4 2134 Augustinus C3 2127 Kopernikus C3 2133 Popper C3

Duplikateliminierung select distinct Rang from Professoren Rang C3 C4

Anfragen über mehrere Relationen Welcher Professor liest "Mäeutik"? select Name, Titel from Professoren, Vorlesungen where PersNr = gelesenvon and Titel = `Mäeutik ; Name, Titel ( PersNr gelesenvon Titel ' Mäeutik'(Professor en Vorlesunge n))

Anfragen über mehrere Relationen Professoren Vorlesungen PersNr Name Rang Raum VorlNr Titel SWS gelesen Von 2125 2126 Sokrates Russel C4 C4 226 232 5001 5041 Grundzüge Ethik 4 4 2137 2125 2137 Kant C4 7 5049 Mäeutik 2 2125 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 Verknüpfung

PersN 2125 r Name Sokrates Rang C4 Raum 226 VorlNr 5001 Titel Grundzüge SWS 4 gelesen Von 2137 1225 Sokrates C4 226 5041 Ethik 4 2125 2125 Sokrates C4 226 5049 Mäeutik 2 2125 2126 2126 Russel Russel C4 C4 232 232 5001 5041 Grundzüge Ethik 4 4 2137 2125 2137 Kant C4 7 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 PersN r Auswahl Name Rang Raum VorlNr Titel SWS gelesen Von 2125 Sokrates C4 226 5049 Mäeutik 2 2125 Projektion Name Sokrates Titel Mäeutik

Kanonische Übersetzung in die relationale Algebra Allgemein hat eine (ungeschachtelte) SQL- Anfrage die Form: Übersetzung in die relationale Algebra: A1,..., An ( P (R 1 x... x R k )) A1,..., An select A 1,..., A n from R 1,..., R k where P; x P x R k x R 3 R 1 R 2

Anfragen über mehrere Relationen Welche Studenten hören welche Vorlesungen? select Name, Titel from Studenten, hören, Vorlesungen where Studenten.MatrNr = hören.matrnr and hören.vorlnr = Vorlesungen.VorlNr; Alternativ: select s.name, v.titel from Studenten s, hören h, Vorlesungen v where s. MatrNr = h. MatrNr and h.vorlnr = v.vorlnr

Select s1.name, s2.name From Studenten s1, hoeren h1, hoeren h2, Studenten s2 Where h1.vorlnr = h2.vorlnr and h1.matrnr = s1.matrnr and h2.matrnr = s2.matrnr

Mengenoperationen und geschachtelte Anfragen Mengenoperationen union, intersect, minus ( select Name from Assistenten ) union ( select Name from Professoren);

Existenzquantor exists select p.name from Professoren p where not exists ( select * from Vorlesungen v where v.gelesenvon = p.persnr );

Mengenvergleich select Name from Professoren where PersNr not in ( select gelesenvon Unkorrelierte Unteranfrage: meist effizienter, wird nur einmal ausgewertet from Vorlesungen );

Der Vergleich mit "all" Kein vollwertiger Allquantor! select Name from Studenten where Semester >= all ( select Semester from Studenten);

Aggregatfunktion und Gruppierung Aggregatfunktionen avg, max, min, count, sum select avg (Semester) from Studenten; select gelesenvon, sum (SWS) from Vorlesungen group by gelesenvon; select gelesenvon, Name, sum (SWS) from Vorlesungen, Professoren where gelesenvon = PersNr and Rang = C4 group by gelesenvon, Name having avg (SWS) >= 3;

Besonderheiten bei Aggregatoperationen SQL erzeugt pro Gruppe ein Ergebnistupel Deshalb müssen alle in der select-klausel aufgeführten Attribute - außer den aggregierten auch in der group by-klausel aufgeführt werden Nur so kann SQL sicherstellen, dass sich das Attribut nicht innerhalb der Gruppe ändert

Vorl Nr Ausführen einer Anfrage mit group by Vorlesung x Professoren Titel SWS gelesen Von PersNr Name Rang Raum 5001 Grundzüge 4 2137 2125 Sokrates C4 226 5041 Ethik 4 2125 2125 Sokrates C4 226........................ 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 2137 Kant C4 7 where-bedingung

VorlNr Titel SWS gelesen PersNr Name Rang Raum Von 5001 Grundzüge 4 2137 2137 Kant C4 7 5041 Ethik 4 2125 2125 Sokrates C4 226 5043 Erkenntnistheori 3 2126 2126 Russel C4 232 e 5049 Mäeutik 2 2125 2125 Sokrates C4 226 4052 Logik 4 2125 2125 Sokrates C4 226 5052 Wissenschaftsthe orie 3 2126 2126 Russel C4 232 5216 Bioethik 2 2126 2126 Russel C4 232 4630 Die 3 Kritiken 4 2137 2137 Kant C4 7 Gruppierung

having-bedingung 232 232 232 226 226 226 7 7 Raum C4 Russel 2126 2126 3 Erkenntnistheorie 5043 C4 Russel 2126 2126 3 Wissenschaftstheo. 5052 C4 Russel 2126 2126 2 Bioethik 5216 C4 Sokrates 2125 2125 4 Logik 4052 C4 Sokrates 2125 2125 4 Ethik 5041 C4 Sokrates 2125 2125 2 Mäeutik 5049 C4 Kant 2137 2137 4 Die 3 Kritiken 4630 C4 Rang 4 SWS Grundzüge Titel Name PersNr gelesenvon VorlNr Kant 2137 2137 5001 Raum Rang Name PersNr gelesenvon SWS Titel VorlN r 7 7 C4 C4 Kant Kant 2137 2137 2137 2137 4 4 Grundzüge Die 3 Kritiken 5001 4630 C4 C4 C4 226 226 226 4 2 4 Ethik Mäeutik Logik Sokrates Sokrates Sokrates 2125 2125 2125 2125 2125 2125 5041 5049 4052 Aggregation (sum) und Projektion

gelesenvon Name sum (SWS) 2125 Sokrates 10 2137 Kant 8

Geschachtelte Anfrage (Forts.) Unteranfrage in der where-klausel Welche Prüfungen sind besser als durchschnittlich verlaufen? select * from prüfen where Note < ( select avg (Note) from prüfen );

Geschachtelte Anfrage (Forts.) Unteranfrage in der select-klausel Für jedes Ergebnistupel wird die Unteranfrage ausgeführt Man beachte, dass die Unteranfrage korreliert ist (greift auf Attribute der umschließenden Anfrage zu) select PersNr, Name, ( select sum (SWS) as Lehrbelastung from Vorlesungen where gelesenvon=persnr ) from Professoren;

Unkorrelierte versus korrelierte Unteranfragen korrelierte Formulierung select s.* from Studenten s where exists (select p.* from Professoren where p.gebdatum > s.gebdatum);

Äquivalente unkorrelierte Formulierung select s.* from Studenten s where s.gebdatum < (select max (p.gebdatum) from Professoren p); Vorteil: Unteranfrageergebnis kann materialisiert werden Unteranfrage braucht nur einmal ausgewertet zu werden

Entschachtelung korrelierter Unteranfragen -- Forts. select a.* from Assistenten a where exists ( select p.* from Professoren p where a.boss = p.persnr and p.gebdatum>a.gebdatum); Entschachtelung durch Join select a.* from Assistenten a, Professoren p where a.boss=p.persnr and p.gebdatum > a.gebdatum;

Verwertung der Ergebnismenge einer Unteranfrage select tmp.matrnr, tmp.name, tmp.vorlanzahl from (select s.matrnr, s.name, count(*) as VorlAnzahl from Studenten s, hören h where s.matrnr=h.matrnr group by s.matrnr, s.name) tmp where tmp.vorlanzahl > 2; MatrNr Name VorlAnzahl 28106 Carnap 4 29120 Theophrastos 3

Decision-Support-Anfrag mit geschachtelten Unteranfragen select h.vorlnr, h.anzprovorl, g.gesamtanz, h.anzprovorl/g.gesamtanz as Marktanteil from ( select VorlNr, count(*) as AnzProVorl from hören group by VorlNr ) h, ( select count (*) as GesamtAnz from Studenten) g;

Casting der Integer zu Decimal select h.vorlnr, h.anzprovorl, g.gesamtanz, cast(h.anzprovorl as decimal(6,2)) / g.gesamtanz as Marktanteil from ( select VorlNr, count(*) as AnzProVorl from hören group by VorlNr ) h, ( select count (*) as GesamtAnz from Studenten) g;

Das Ergebnis der Anfrage VorlNr AnzProVorl GesamtAnz Marktanteil 4052 1 8.125 5001 4 8.5 5022 2 8.25............

Modularisierung mit with

Professoren PersNr Name Rang Raum FakName 2125 Sokrates C4 226 Philosophie 2126 Russel C4 232 Philosophie 2127 Kopernikus C3 310 Physik 2133 Popper C3 52 Philosophie 2134 Augustinus C3 309 Theologie 2136 Curie C4 36 Physik 2137 Kant C4 7 Philosophie StudentenGF MatrNr Name Semester Geschlecht FakName 24002 Xenokrates 18 M Philosophie 25403 Jonas 12 W Theologie 26120 Fichte 10 W Philosophie 26830 Aristoxenos 8 M Philosophie 27550 Schopenhauer 6 M Philosophie 28106 Carnap 3 W Physik 29120 Theophrastos 2 M Physik 29555 Feuerbach 2 W Theologie

Frauenanteil pro Fakultät select anz.fakname, anz.anzstudenten, anzw.anzweiblich, (cast(anzw.anzweiblich as decimal(5,2))/anz.anzstudenten * 100) as ProzentWeiblich from (select s.fakname, count(*) as AnzStudenten from StudentenGF s group by s.fakname) as anz, (select sw.fakname,count(*) as AnzWeiblich from StudentenGF sw where sw.geschlecht ='W' group by sw.fakname) as anzw where anz.fakname = anzw.fakname

Weitere Anfragen mit Unteranfragen ( select Name from Assistenten ) union ( select Name from Professoren ); select Name from Professoren where PersNr not in ( select gelesenvon from Vorlesungen );

select Name from Studenten where Semester > = all ( select Semester from Studenten );

Quantifizierte Anfragen in SQL Existenzquantor: exists select Name from Professoren where not exists ( select * from Vorlesungen where gelesen Von = PersNr ); www-db.in.tum.de/db2face/index.shtml

Allquantifizierung SQL-92 hat keinen Allquantor Allquantifizierung muß also durch eine äquivalente Anfrage mit Existenzquantifizierung ausgedrückt werden Kalkülformulierung der Anfrage: Wer hat alle vierstündigen Vorlesungen gehört? {s s Studenten v Vorlesungen (v.sws=4 h hören (h.vorlnr=v.vorlnr h.matrnr=s.matrnr))} Elimination von und Dazu sind folgende Äquivalenzen anzuwenden t R (P(t)) = ( t R( P(t))) R T = R V T

Umformung des Kalkül-Ausdrucks... Elimination {s s Studenten ( v Vorlesungen (v.sws=4 h hören (h.vorlnr=v.vorlnr h.matrnr=s.matrnr))} Elimination {s s Studenten ( v Vorlesungen ( (v.sws=4) V h hören (h.vorlnr=v.vorlnr h.matrnr=s.matrnr))} Anwendung von DeMorgan ergibt schließlich: {s s Studenten ( v Vorlesungen (v.sws=4 ( h hören (h.vorlnr=v.vorlnr h.matrnr=s.matrnr))))}

SQL-Umsetzung folgt direkt: select s.* from Studenten s where not exists (select * from Vorlesungen v where v.sws = 4 and not exists (select * from hören h where h.vorlnr = v.vorlnr and h.matrnr=s.matrnr ) );

Allquantifizierung durch count-aggregation Allquantifizierung kann immer auch durch eine count- Aggregation ausgedrückt werden Wir betrachten dazu eine etwas einfachere Anfrage, in der wir die (MatrNr der) Studenten ermitteln wollen, die alle Vorlesungen hören: select h.matrnr from hören h group by h.matrnr having count (*) = (select count (*) from Vorlesungen);

Herausforderung Wie formuliert man die komplexere Anfrage: Wer hat alle vierstündigen Vorlesungen gehört Grundidee besteht darin, vorher durch einen Join die Studenten/Vorlesungs-Paare einzuschränken und danach das Zählen durchzuführen

Nullwerte unbekannter Wert wird vielleicht später nachgereicht Nullwerte können auch im Zuge der Anfrageauswertung entstehen (Bsp. äußere Joins) manchmal sehr überraschende Anfrageergebnisse, wenn Nullwerte vorkommen select count (*) from Studenten where Semester < 13 or Semester > =13 Wenn es Studenten gibt, deren Semester-Attribut den Wert null hat, werden diese nicht mitgezählt Der Grund liegt in folgenden Regeln für den Umgang mit null- Werten begründet:

Auswertung bei Null-Werten 1. In arithmetischen Ausdrücken werden Nullwerte propagiert, d.h. sobald ein Operand null ist, wird auch das Ergebnis null. Dementsprechend wird z.b. null + 1 zu null ausgewertetaber auch null * 0 wird zu null ausgewertet. 2. SQL hat eine dreiwertige Logik, die nicht nur true und false kennt, sondern auch einen dritten Wert unknown. Diesen Wert liefern Vergleichsoperationen zurück, wenn mindestens eines ihrer Argumente null ist. Beispielsweise wertet SQL das Prädikat (PersNr=...) immer zu unknown aus, wenn die PersNr des betreffenden Tupels den Wert null hat. 3. Logische Ausdrücke werden nach den folgenden Tabellen berechnet:

Diese Berechnungsvorschriften sind recht intuitiv. Unknown or true wird z.b. zu true - die Disjunktion ist mit dem true- Wert des rechten Arguments immer erfüllt, unabhängig von der Belegung des linken Arguments. Analog ist unknown and false automatisch false - keine Belegung des linken Arguments könnte die Konjunktion mehr erfüllen. 4. In einer where-bedingung werden nur Tupel weitergereicht, für die die Bedingung true ist. Insbesondere werden Tupel, für die die Bedingung zu unknown auswertet, nicht ins Ergebnis aufgenommen. 5. Bei einer Gruppierung wird null als ein eigenständiger Wert aufgefaßt und in eine eigene Gruppe eingeordnet.

not true false unknown unknown false true and true unknown false true true unknown false unknown unknown unknown false false false false false or true unknown false true true true true unknown true unknown unknown false true unknown false

Spezielle Sprachkonstrukte ("syntaktischer Zucker") select * from Studenten where Semester > = 1 and Semester < = 4; select * from Studenten where Semester between 1 and 4; select * from Studenten where Semester in (1,2,3,4);

select * from Studenten where Name like `T%eophrastos ; select distinct s.name from Vorlesungen v, hören h, Studenten s where s.matrnr = h.matrnr and h.vorlnr = v.vorlnr and v.titel like `%thik% ;

Das case-konstrukt select MatrNr, ( case when Note < 1.5 then sehr gut from prüfen; when Note < 2.5 then gut when Note < 3.5 then befriedigend when Note < 4.0 then ausreichend else nicht bestanden end) Die erste qualifizierende when-klausel wird ausgeführt

v.titel = %thik% ; Vergleiche mit like Platzhalter "%" ; "_" "%" steht für beliebig viele (auch gar kein) Zeichen "_" steht für genau ein Zeichen select * from Studenten where Name like T%eophrastos ; select distinct Name from Vorlesungen v, hören h, Studenten s where s.matrnr = h.matrnr and h.vorlnr = v.vorlnr and

Joins in SQL-92 cross join: Kreuzprodukt natural join: natürlicher Join Join oder inner join: Theta-Join left, right oder full outer join: äußerer Join union join: Vereinigungs-Join (wird hier nicht vorgestellt) select * from R 1, R 2 where = R 1.A = R 2.B; select * from R 1 join R 2 on R 1.A = R 2.B;

Äußere Joins select p.persnr, p.name, f.persnr, f.note, f.matrnr, s.matrnr, s.name from Professoren p left outer join (prüfen f left outer join Studenten s on f.matrnr= s.matrnr) on p.persnr=f.persnr; PersNr p.name f.persnr f.note f.matrnr s.matrnr s.name 2126 Russel 2126 1 28106 28106 Carnap 2125 Sokrates 2125 2 25403 25403 Jonas 2137 Kant 2137 2 27550 27550 Schopenhauer 2136 Curie - - - - -

Äußere Joins select p.persnr, p.name, f.persnr, f.note, f.matrnr, s.matrnr, s.name from Professoren p right outer join (prüfen f right outer join Studenten s on f.matrnr= s.matrnr) on p.persnr=f.persnr; PersNr p.name f.persnr f.note f.matrnr s.matrnr s.name 2126 Russel 2126 1 28106 28106 Carnap 2125 Sokrates 2125 2 25403 25403 Jonas 2137 Kant 2137 2 27550 27550 Schopenhauer - - - - - 26120 Fichte

Äußere Joins select p.persnr, p.name, f.persnr, f.note, f.matrnr, s.matrnr, s.name from Professoren p full outer join (prüfen f full outer join Studenten s on f.matrnr= s.matrnr) on p.persnr=f.persnr;

p.persnr p.name f.persnr f.note f.matrnr s.matrnr s.name 2126 Russel 2126 1 28106 28106 Carnap 2125 Sokrates 2125 2 25403 25403 Jonas 2137 Kant 2137 2 27550 27550 Schopenhauer - - - - - 26120 Fichte 2136 Curie - - - - -

Rekursion select Vorgänger from voraussetzen, Vorlesungen where Nachfolger= VorlNr and Titel= `Der Wiener Kreis

voraussetzen Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5259 Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von 5001 Grundzüge 4 2137 5041 Ethik 4 2125 5043 Erkenntnistheorie 3 2126 5049 Mäeutik 2 2125 4052 Logik 4 2125 5052 Wissenschaftstheorie 3 2126 5216 Bioethik 2 2126 5259 Der Wiener Kreis 2 2133 5022 Glaube und Wissen 2 2134 4630 Die 3 Kritiken 4 2137

Der Wiener Kreis 5259 Wissenschaftstheorie 5052 Bioethik 5216 Erkenntnistheorie 5043 Ethik 5041 Mäeutik 5049 Grundzüge 5001

Rekursion select v1.vorgänger from voraussetzen v1, voraussetzen v2, Vorlesungen v where v1.nachfolger= v2.vorgänger and v2.nachfolger= v.vorlnr and v.titel=`der Wiener Kreis

Rekursion select v1.vorgänger from voraussetzen v1, voraussetzen v2, Vorlesungen v where v1.nachfolger= v2.vorgänger and v2.nachfolger= v.vorlnr and v.titel=`der Wiener Kreis voraussetzen Vorgänger Nachfolger voraussetzen Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5041 5001 5043 5001 5043 5001 5049 5001 5049 5041 5216 5041 5216 5043 5052 5043 5052 5041 5052 5041 5052 5052 5259 5052 5259 Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von 5001 Grundzüge 4 2137 5041 Ethik 4 2125 5043 Erkenntnistheorie 3 2126 5049 Mäeutik 2 2125 4052 Logik 4 2125 5052 Wissenschaftstheorie 3 2126 5216 Bioethik 2 2126 5259 Der Wiener Kreis 2 2133 5022 Glaube und Wissen 2 2134 4630 Die 3 Kritiken 4 2137

Rekursion select v1.vorgänger from voraussetzen v1, voraussetzen v2, Vorlesungen v where v1.nachfolger= v2.vorgänger and v2.nachfolger= v.vorlnr and v.titel=`der Wiener Kreis

Vorgänger des Wiener Kreises der Tiefe n select v1.vorgänger from voraussetzen v1 voraussetzen vn_minus_1 voraussetzen vn, Vorlesungen v where v1.nachfolger= v2.vorgänger and vn_minus_1.nachfolger= vn.vorgänger and vn.nachfolger = v.vorlnr and v.titel= `Der Wiener Kreis

Transitive Hülle trans A,B (R)= {(a,b) k IN ( 1,..., k R ( 1.A= 2.B k-1.a= k.b 1.A= a k.b= b))}

Der Wiener Kreis Wissenschaftstheorie Bioethik Erkenntnistheorie Ethik Mäeutik Grundzüge

Die connect by-klausel select Titel from Vorlesungen where VorlNr in (select Vorgänger from voraussetzen connect by Nachfolger=prior Vorgänger start with Nachfolger= (select VorlNr from Vorlesungen where Titel= `Der Wiener Kreis ));

voraussetzen Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5259 Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von 5001 Grundzüge 4 2137 5041 Ethik 4 2125 5043 Erkenntnistheorie 3 2126 5049 Mäeutik 2 2125 4052 Logik 4 2125 5052 Wissenschaftstheorie 3 2126 5216 Bioethik 2 2126 5259 Der Wiener Kreis 2 2133 5022 Glaube und Wissen 2 2134 4630 Die 3 Kritiken 4 2137

Der Wiener Kreis 5259 Wissenschaftstheorie 5052 Bioethik 5216 Erkenntnistheorie 5043 Ethik 5041 Mäeutik 5049 Grundzüge 5001

Grundzüge Ethik Erkenntnistheorie Wissenschaftstheorie

Rekursion in Prolog/Datalog 5 1 --> 2 --> 3 --> 4 `6-->7 kante(1,2). kante(2,3). kante(3,4). kante(4,5). kante(4,6). kante(6,7). kante(3,6). pfad(v,n) :- kante(v,n). pfad(v,n) :- kante(v,z),pfad(z,n).

Transitive Hülle der Relation voraussetzen TransVorl(V,N) :- voraussetzen(v,n). TransVorl(V,N) :- TransVorl(V,Z), voraussetzen(z,n).

Rekursion in DB2/SQL99: gleiche Anfrage with TransVorl (Vorg, Nachf) as (select Vorgänger, Nachfolger from voraussetzen union all select t.vorg, v.nachfolger from TransVorl t, voraussetzen v where t.nachf= v.vorgänger) select Titel from Vorlesungen where VorlNr in (select Vorg from TransVorl where Nachf in (select VorlNr from Vorlesungen where Titel= `Der Wiener Kreis ) )

zuerst wird eine temporäre Sicht TransVorl mit der with-klausel angelegt Diese Sicht TransVorl ist rekursiv definiert, da sie selbst in der Definition vorkommt Aus dieser Sicht werden dann die gewünschten Tupel extrahiert Ergebnis ist natürlich wie gehabt

Veränderung am Datenbestand Einfügen von Tupeln insert into hören select MatrNr, VorlNr from Studenten, Vorlesungen where Titel= `Logik ; insert into Studenten (MatrNr, Name) values (28121, `Archimedes );

Studenten MatrNr Name Semester 29120 Theophrastos 2 29555 Feuerbach 2 28121 Archimedes -

Veränderungen am Datenbestand Löschen von Tupeln delete Studenten where Semester > 13; Verändern von Tupeln update Studenten set Semester= Semester + 1;

Zweistufiges Vorgehen bei Änderungen 1. die Kandidaten für die Änderung werden ermittelt und ''markiert'' 2. die Änderung wird an den in Schritt 1. ermittelten Kandidaten durchgeführt Anderenfalls könnte die Änderungsoperation von der Reihenfolge der Tupel abhängen, wie folgendes Beispiel zeigt: delete from voraussetzen where Vorgänger in (select Nachfolger from voraussetzen);

vorausssetzen Vorgänger Nachfolger 5001 5041 5001 5043 5001 5049 5041 5216 5043 5052 5041 5052 5052 5229 Ohne einen Markierungsschritt hängt das Ergebnis dieser Anfrage von der Reihenfolge der Tupel in der Relation ab. Eine Abarbeitung in der Reihenfolge der Beispielausprägung würde das letzte Tupel (5052, 5229) fälschlicherweise erhalten, da vorher bereits alle Tupel mit 5052 als Nachfolger entfernt wurden.

Sichten... für den Datenschutz create view prüfensicht as select MatrNr, VorlNr, PersNr from prüfen

Sichten... für den Datenschutz create view prüfensicht as select MatrNr, VorlNr, PersNr from prüfen Statistische Sicht create view PruefGuete(Name, GueteGrad) as (select prof.name, avg(pruef.note) from Professoren prof join pruefen pruef on prof.persnr = pruef.persnr group by prof.name, prof.persnr having count(*) > 50)

Sichten... für die Vereinfachung von Anfagen create view StudProf (Sname, Semester, Titel, Pname) as select s.name, s.semester, v.titel, p.name from Studenten s, hören h, Vorlesungen v, Professoren p where s.matr.nr=h.matrnr and h.vorlnr=v.vorlnr and v.gelesenvon = p.persnr select distinct Semester from StudProf where PName=`Sokrates ;

Relationale Modellierung der Generalisierung Fachgebiet Assistenten is_a Angestellte Professoren PersNr Name Raum Rang Angestellte: {[PersNr, Name]} Professoren: {[PersNr, Rang, Raum]} Assistenten: {[PersNr, Fachgebiet]}

Sichten zur Modellierung von Generalisierung create table Angestellte (PersNr integer not null, Name varchar (30) not null); create table ProfDaten (PersNr integer not null, Rang character(2), Raum integer); create table AssiDaten (PersNr integer not null, Fachgebiet varchar(30), Boss integer);

create view Professoren as select * from Angestellte a, ProfDaten d where a.persnr=d.persnr; create view Assistenten as select * from Angestellte a, AssiDaten d where a.persnr=d.persnr; Untertypen als Sicht

create table Professoren (PersNr integer not null, Name varchar (30) not null, Rang character (2), Raum integer); create table Assistenten (PersNr integer not null, Name varchar (30) not null, Fachgebiet varchar (30), Boss integer); create table AndereAngestellte (PersNr integer not null, Name varchar (30) not null);

create view Angestellte as (select PersNr, Name from Professoren) union (select PersNr, Name from Assistenten) union (select* from AndereAngestellte); Obertypen als Sicht

Sichten zur Gewährleistung von Datenunabhängigkeit Benutzer logische Datenunabhängigkeit Sicht 1 Sicht 2 Sicht 3 physische Datenunabhängigkeit Relation 1 Relation 2 Relation 3

Änderbarkeit von Sichten Beispiele für nicht änderbare Sichten create view WieHartAlsPrüfer (PersNr, Durchschnittsnote) as select PersNr, avg(note) from prüfen group by PersNr; create view VorlesungenSicht as select Titel, SWS, Name from Vorlesungen, Professoren where gelesen Von=PersNr; insert into VorlesungenSicht values (`Nihilismus, 2, `Nobody );

Änderbarkeit von Sichten in SQL nur eine Basisrelation Schlüssel muß vorhanden sein keine Aggregatfunktionen, Gruppierung und Duplikateliminierung alle Sichten theoretisch änderbare Sichten in SQL änderbare Sichten

Embedded SQL #include <stdio.h> /*Kommunikationsvariablen deklarieren */ exec sql begin declare section; varchar user_passwd[30]; int exmatrnr; exec sql end declare section; exec sql include SQLCA; main() { printf("name/password:"); scanf("%", user_passwd.arr);

user_passwd.len=strlen(user_passwd.arr); exec sql wheneversqlerror goto error; exec sql connect :user_passwd; while (1) { printf("matrikelnummer (0 zum beenden):"); scanf("%d", &ecmatrnr); if (!exmatrnr) break; exec sql delete from Studenten where MatrNr= :exmatrnr; } exec sql commit work release; exit(0);

error: exec sql whenever sqlerror continue; exec sql rollback work release; printf("fehler aufgetreten!\n"); exit(-1); }

Anfragen in Anwendungsprogrammen genau ein Tupel im Ergebnis exec sql select avg (Semester) into :avgsem from Studenten;

Anfragen in Anwendungsprogrammen mehrere Tupel im Ergebnis Satzorientierte Programmiersprache 3. Tupel sequentiell verarbeiten 1. Anfrage 4. Cursor/Iterator schließen mengenorientiertes DBMS 2. Anfrage auswerten, Ergebnistupel im Cursor/Iterator/ ResultSet bereitstellen

Cursor-Schnittstelle in SQL 1. exec sql declare c4profs cursor for select Name, Raum from Professoren where Rang= C4 ; 2. exec sql open c4profs; 3. exec sql fetch c4profs into :pname, :praum; 4. exec sql close c4profs;

JDBC: Java Database Connectivity Standardisierte Schnittstelle zur Anbindung von relationalen Datenbanken an Java Wird heute fast immer für die Anbindung von Datenbanken an das Internet/Web verwendet Java Servlets als dynamische Erweiterung von Webservern Java Server Pages (JSP): HTML-Seiten mit eingebetteten Java Programmfragmenten

Zugriff auf Datenbanken via JDBC standardisierte Schnittstelle JDBC- Treiber 1 Java-Programm mit Zugriff auf zwei unterschiedliche (heterogene) Datenbanken JDBC- Treiber 2 Datenbank 1 Datenbank 2 DBMS-spezifische Implementierung

Web-Anbindung von Datenbanken via Servlets/JDBC Browser Internet Webserver Vorlesungs- Verzeichnis.html Servlet-Engine Servlet VrlVrz Servlet Servlet VrlVrz VrlVrz JDBC (Java Database Conn.) Datenbank

JDBC-Beispielprogramm import java.sql.*; import java.io.*; public class ResultSetExample { public static void main(string[] argv) { Statement sql_stmt = null; Connection conn = null; try { Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); conn = DriverManager.getConnection ("jdbc:oracle:oci8:@lsintern-db", "nobody", "Passwort"); sql_stmt = conn.createstatement(); } catch (Exception e) { System.err.println("Folgender Fehler ist aufgetreten: " + e); System.exit(-1); }

try { ResultSet rset = sql_stmt.executequery( "select avg(semester) from Studenten"); rset.next(); // eigentlich zu prüfen, ob Ergebnis leer System.out.println("Durchschnittsalter: " + rset.getdouble(1)); rset.close(); } catch(sqlexception se) { System.out.println("Error: " + se); }

try { ResultSet rset = sql_stmt.executequery( "select Name, Raum from Professoren where Rang = 'C4'"); System.out.println("C4-Professoren:"); while(rset.next()) { System.out.println(rset.getString("Name") + " " + rset.getint("raum")); } rset.close(); } catch(sqlexception se) {System.out.println("Error: " + se); } try { sql_stmt.close(); conn.close(); } catch (SQLException e) { System.out.println("Fehler beim Schliessen der DB: " + e); } } }

Sicherheitsproblem: SQL Injection

Vorübersetzung von SQL-Ausdrücken PreparedStatement sql_exmatrikuliere = conn.preparestatement ("delete from Studenten where MatrNr =?"); int VomBenutzerEingeleseneMatrNr; // zu löschende MatrNr einlesen sql_exmatrikuliere.setint(1,vombenutzereingelesenematrnr); int rows = sql_exmatrikuliere.executeupdate(); if (rows == 1) System.out.println("StudentIn gelöscht."); else System.out.println("Kein/e StudentIn mit dieser MatrNr.");

Anfragen in Anwendungsprogrammen mehrere Tupel im Ergebnis Satzorientierte Programmiersprache 3. Tupel sequentiell verarbeiten 1. Anfrage 4. Cursor/Iterator schließen mengenorientiertes DBMS 2. Anfrage auswerten, Ergebnistupel im Cursor/Iterator/ ResultSet bereitstellen

SQL/J-Beispielprogramm import java.io.*; import java.sql.*; import sqlj.runtime.*; import sqlj.runtime.ref.*; #sql iterator StudentenItr (String Name, int Semester); public class SQLJExmp { public static void main(string[] argv) { try { Class.forName("COM.ibm.db2.jdbc.app.DB2Driver"); Connection con = DriverManager.getConnection ("jdbc:db2:uni"); con.setautocommit(false); DefaultContext ctx = new DefaultContext(con); DefaultContext.setDefaultContext(ctx);

StudentenItr Methusaleme; #sql Methusaleme = { select s.name, s.semester from Studenten s where s.semester > 13 }; while (Methusaleme.next()) { System.out.println(Methusaleme.Name() + ":" + Methusaleme.Semester()); } Methusaleme.close(); #sql { delete from Studenten where Semester > 13 }; #sql { commit }; } catch (SQLException e) { System.out.println("Fehler mit der DB-Verbindung: " + e); } catch (Exception e) { System.err.println("Folgender Fehler ist aufgetreten: " + e); System.exit(-1); } } }

Query by Example Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von p._t > 3 Analog {[t] v, s, r ([v,t,s,r] Vorlesungen s > 3)} Join in QBE Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von Mäeutik _x Professoren PersNr Name Rang Raum _x p._n

Die Condition Box Studenten MatrNr Name Semester _s _a conditions _a > _b Studenten MatrNr Name Semester _t _b Betreuen potentieller Tutor Betreuter p. _s _t Aggregatfunktion und Gruppierung Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von p.sum.all._x p.g. conditions avg.all._x>2

Updates in QBE: Sokrates ist von uns gegangen Professoren PersNr Name Rang Raum d. _x Sokrates Vorlesungen VorlNr Titel SWS gelesen Von d. _y _x hören VorlNr MatrNr d. _y

Uni.PunkteListe With BonusSicht as ( ) select * from BonusSicht Name MaxMoeglich Erzielt Bond 31 25 Maier 31 17